چه پلیمرهای در حال ظهور با عملکرد بالا{0}} PTFE را در انتقال حرارت شدید شیمیایی به چالش می کشند؟

PTFE و PFA مدت‌هاست که بر مبدل‌های حرارتی مقاوم در برابر خوردگی تسلط داشته‌اند، اما دسته جدیدی از پلیمرهای با کارایی بالا به‌ویژه در کاربردهایی که به استحکام یا دمای بالاتر نیاز است، شروع به کار کرده‌اند.

مقدمه ای بر پلیمرهای جدید با کارایی بالا
PTFE، PFA و سایر فلوروپلیمرها اغلب برای مبدل های حرارتی به دلیل مقاومت شیمیایی و پایداری حرارتی استفاده می شوند. با این حال، پیشرفت‌های جدید در سایر پلیمرهای{1} با کارایی بالا عملکرد رقابتی یا بهتری را در چندین جنبه مانند استحکام مکانیکی و مقاومت حرارتی ارائه می‌کنند. پلیمرهای جدید - PEEK، پلی‌آمیدها و ETFE - دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی هستند که ممکن است به ویژه در کاربردهای مقاوم در برابر دمای بالا، فشار بالا و تشعشع مفید باشند، اما با مقاومت شیمیایی جهانی PTFE برابری نمی‌کنند.

کتون پلی اتر اتر (PEEK)
PEEK یک پلیمر با استحکام بالا است که می تواند دمای بیش از 250 درجه را حفظ کند و می تواند برای کاربردهای با کارایی بالا که PTFE ممکن است قابل قبول نباشد استفاده شود. با این حال، مقاومت شیمیایی PEEK می تواند در معرض برخی از اسیدها و هالوژن های قوی به خطر بیفتد. با وجود این موانع، استحکام مکانیکی، پایداری ابعادی و عملکرد دمای بالا PEEK، آن را برای صنایعی که فشار بالا و قابلیت تحمل بار ضروری هستند، مناسب می‌سازد.

موارد استفاده: فشار بالا، تنظیمات خودرو و هوافضا.

فیلم‌های پلی‌آمید (مانند کاپتون)
پلی‌آمیدها، مانند کپتون، پلیمرهای بسیار مقاوم در برابر دمای بالا هستند که می‌توانند در دمای بالای 300 درجه کار کنند. این مواد در شرایط سخت بسیار پایدار هستند اما به سختی به لوله تبدیل می شوند و سازگاری شیمیایی محدودی دارند. پلی آمیدها پایداری حرارتی بسیار خوبی دارند اما از نظر شیمیایی به اندازه PTFE یا PFA بی اثر نیستند. پلی‌آمیدها اغلب تنها در کاربردهای تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا به دلیل هزینه بالای آن‌ها، استفاده از آن با ترکیب دمای بالا و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی کم توجیه می‌شود.

کاربردها هوافضا، الکترونیک و فرآیندهای صنعتی با دمای بالا.

اتیلن تترا فلوئورواتیلن (ETFE)
ETFE از PTFE سخت تر است و معمولاً با نام تجاری Tefzel فروخته می شود. مقاومت شیمیایی قابل توجهی دارد، اگرچه به خوبی PTFE یا PFA نیست. ETFE همچنین مقاومت بسیار خوبی در برابر تشعشع دارد و در دمای سرویس تا 150 درجه قابل استفاده است. ETFE در برابر تشعشع قوی و مقاوم است، اما مقاومت شیمیایی PTFE را ندارد. ETFE یک امکان برای برخی از کاربردهای صنعتی است که در آن مقاومت شیمیایی کمتر از استقامت مکانیکی اهمیت دارد.

کاربردها: پردازش شیمیایی، کاربردهای با مقاومت بالا، تنظیمات مقاوم در برابر تشعشع

معاوضه-و ملاحظات
پلیمرهای جدید دارای مزایای منحصر به فردی هستند و ممکن است در برخی کاربردها با PTFE رقابت کنند، اما هر کدام دارای معایبی هستند. PTFE مقاومت شیمیایی تقریباً جهانی دارد، اما پلیمرهای جدید در سوله‌های خاصی که به استحکام مکانیکی، پایداری حرارتی یا مقاومت در برابر تشعشع نیاز است برتر هستند. این مزایا اغلب به قیمت سازگاری شیمیایی ضعیف تر در مقایسه با PTFE و هزینه مواد بالاتر است. بنابراین یک پلیمر مناسب باید پس از بررسی دقیق پارامترهای دما، فشار و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی انتخاب شود.

مقایسه فنی مواد اصلی
مقاومت شیمیایی مواد محدوده دمایی از مقاومت مکانیکی مقاومت در برابر تشعشع استفاده می کند
PTFE حداکثر 260 درجه CE عالی (جهانی) کم کم کاربرد عمومی، فرآیندهای شیمیایی
PFA تا 260 درجه عالی (جهانی) فرآیندهای شیمیایی کم کم، مبدل های حرارتی
PEEK تا 250 درجه + خوب (اسیدها / هالوژن های خاص) کاربردهای هوافضا کم، خودرو، فشار بالا
ETFE تا 150 درجه خوب (کمتر از PTFE) شرایط تابش عالی عالی، مصارف صنعتی
پلی ایمیدها تا 300 درجه + متوسط ​​متوسط ​​تا زیاد کم بالا{2}}کاربردهای دما، هوافضا
کلمه پایانی
در حالی که PTFE برای اکثر کاربردهای مبدل حرارتی مقاوم در برابر خوردگی کار می کند زیرا به دلیل مقاومت شیمیایی بی نظیر آن، پلیمرهای جدید مانند PEEK، پلی آمیدها و ETFE پوشش طراحی مبدل های حرارتی را در کاربردهای تخصصی افزایش می دهند. این مواد عملکرد دمایی، استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر تشعشع بالاتری دارند، اما نیاز به بررسی دقیق سازگاری شیمیایی و هزینه دارند. گستره مواد برای انتقال حرارت مقاوم در برابر خوردگی{2}}به طور مداوم در حال رشد است و فرصت های جدیدی را برای راه حل های طراحی شده در محیط های سخت ایجاد می کند.